技术特征：
1.一种单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，包括步骤：s1、获取单转子燃气涡轮发动机整机试验测量参数，获取燃烧室部件特性和涡轮部件特性；s2、基于步骤s1其获取的整机试验测量参数，通过压气机部件变比热计算方法计算得到压气机进口总焓、压气机出口总焓、压气机增压比、压气机效率、压气机功；s3、选取发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量作为迭代变量，并赋予迭代计算的初始值；s4、基于步骤s1已知的整机试验测量参数和步骤s3给定的发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量，获得燃气涡轮动叶冷却空气量、发动机总冷却空气总焓、燃气涡轮导叶冷却空气总焓、燃气涡轮动叶冷却空气总焓、各冷却空气在总冷却空气中的分配比以及燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量；s5、基于步骤s1已知的整机试验测量参数、燃烧室部件特性和步骤s4得到的燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量，通过燃烧室部件变比热计算方法计算得到燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；s6、基于步骤s1已知的整机试验测量参数、步骤s3得到的燃气涡轮导叶冷却空气量、步骤s4得到的燃气涡轮导叶冷却空气总焓和步骤s5得到的燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比，计算得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比；s7、基于步骤s1已知的涡轮部件特性和步骤s6得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比，通过涡轮部件变比热计算方法计算得到燃气涡轮功、涡轮部件需求的燃气换算流量以及燃气涡轮出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；s8、根据单转子燃气涡轮发动机共同工作条件，对比步骤s1已知的整机试验测量参数与步骤s2得到的压气机功的和是否与步骤s7得到的燃气涡轮功平衡，对比步骤s6得到的燃气涡轮动叶进口燃气换算流量是否与步骤s7得到的涡轮部件需求的燃气换算流量平衡，若不平衡则回到步骤s3修改发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量继续迭代直至平衡，以得到最终的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真结果。2.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，步骤s1中，所述整机试验测量参数包括发动机进口空气物理流量、压气机进口总压、压气机进口总温、压气机出口总压、压气机出口总温、燃油流量、发动机转子物理转速、燃气发生器附件提取功。3.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括步骤：基于步骤s1其获取的发动机进口空气物理流量、压气机进口总压、压气机进口总温、压气机出口总压、压气机出口总温的条件，通过压气机部件变比热计算方法计算得到压气机进口总焓、压气机出口总焓、压气机增压比、压气机效率、压气机功。4.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括步骤：基于步骤s1已知的发动机进口空气物理流量、压气机出口总压、压气机出口总温和步
骤s3给定的发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量，获得燃气涡轮动叶冷却空气量、发动机总冷却空气总焓、燃气涡轮导叶冷却空气总焓、燃气涡轮动叶冷却空气总焓、各冷却空气在总冷却空气中的分配比以及燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量。5.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括步骤基于步骤s1已知的燃油流量、燃烧室部件特性和步骤s4得到的燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量，通过燃烧室部件变比热计算方法计算得到燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比。6.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤s6具体包括步骤：基于步骤s1已知的发动机转子物理转速、步骤s3得到的燃气涡轮导叶冷却空气量、步骤s4得到的燃气涡轮导叶冷却空气总焓和步骤s5得到的燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比，计算得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比。7.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤s8具体包括步骤：根据单转子燃气涡轮发动机共同工作条件，对比步骤s1已知的燃气发生器附件提取功与步骤s2得到的压气机功的和是否与步骤s7得到的燃气涡轮功平衡，对比步骤s6得到的燃气涡轮动叶进口燃气换算流量是否与步骤s7得到的涡轮部件需求的燃气换算流量平衡，若不平衡则回到步骤s3修改发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量继续迭代直至平衡，以得到最终的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真结果。8.一种单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真装置，其特征在于，包括：整机参数获取模块，用于获取单转子燃气涡轮发动机整机试验测量参数，获取燃烧室部件特性和涡轮部件特性；压气机参数技术模块，用于基于步骤s1其获取的整机试验测量参数，通过压气机部件变比热计算方法计算得到压气机进口总焓、压气机出口总焓、压气机增压比、压气机效率、压气机功；迭代变量设置模块，用于选取发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量作为迭代变量，并赋予迭代计算的初始值；冷却空气及燃烧室出口参数计算模块，用于基于步骤s1已知的整机试验测量参数和步骤s3给定的发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量，获得燃气涡轮动叶冷却空气量、发动机总冷却空气总焓、燃气涡轮导叶冷却空气总焓、燃气涡轮动叶冷却空气总焓、各冷却空气在总冷却空气中的分配比以及燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量；燃烧室进出口参数技术模块，用于基于步骤s1已知的整机试验测量参数、燃烧室部件特性和步骤s4得到的燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量，通过燃烧室部件变比热计算方法计算得到燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；
燃气涡轮动叶参数计算模块，用于基于步骤s1已知的整机试验测量参数、步骤s3得到的燃气涡轮导叶冷却空气量、步骤s4得到的燃气涡轮导叶冷却空气总焓和步骤s5得到的燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比，计算得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比；燃气换算流量及燃气涡轮出口处参数计算模块，用于基于步骤s1已知的涡轮部件特性和步骤s6得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比，通过涡轮部件变比热计算方法计算得到燃气涡轮功、涡轮部件需求的燃气换算流量以及燃气涡轮出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；参数平衡判断及迭代模块，用于根据单转子燃气涡轮发动机共同工作条件，对比步骤s1已知的整机试验测量参数与步骤s2得到的压气机功的和是否与步骤s7得到的燃气涡轮功平衡，对比步骤s6得到的燃气涡轮动叶进口燃气换算流量是否与步骤s7得到的涡轮部件需求的燃气换算流量平衡，若不平衡则回到步骤s3修改发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量继续迭代直至平衡，以得到最终的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真结果。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法的步骤。10.一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法的步骤。
技术总结
本申请公开了一种单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法及装置，所述单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法创新性地利用了发动机整机试验实测数据、燃烧室部件特性数据和涡轮部件特性数据，通过燃气涡轮发动机压气机、燃烧室、涡轮部件变比热计算方法和单转子燃气涡轮发动机共同工作条件进行迭代计算，采用此方法得到的最终计算结果更接近真实工作情况，能够有效支撑单转子燃气涡轮发动机总体性能方案的修正完善，提升单转子燃气涡轮发动机研发效率，减少单转子燃气涡轮发动机总体性能方案迭代所带来的经济和时间的损耗。本申请也可为研究整机试验测量的流程参数变化对单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数的影响提供方法支持。统参数的影响提供方法支持。统参数的影响提供方法支持。
技术研发人员：梁振欣 张伟 王旭
受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/10/18